如何在 Python 中实现虚方法？

Question

我知道 PHP 或 Java 的虚拟方法。

如何在 Python 中实现它们？

或者我必须在抽象类中定义一个空方法并覆盖它吗？

Answer 1

当然，您甚至不必在基类中定义方法。在 Python 中方法比虚拟方法更好——它们是完全动态的，因为 Python 中的输入是 duck typing。

class Dog:
  def say(self):
    print "hau"

class Cat:
  def say(self):
    print "meow"

pet = Dog()
pet.say() # prints "hau"
another_pet = Cat()
another_pet.say() # prints "meow"

my_pets = [pet, another_pet]
for a_pet in my_pets:
  a_pet.say()

Python 中的Cat 和Dog 甚至不必从公共基类派生来允许这种行为——你可以免费获得它。也就是说，一些程序员更喜欢以更严格的方式定义他们的类层次结构，以便更好地记录它并施加一些严格的输入。这也是可能的 - 参见例如abc standard module。

Answer 2

raise NotImplementedError()

这是在不实现方法的“抽象”基类的“纯虚拟方法”上引发的推荐异常。

https://docs.python.org/3.5/library/exceptions.html#NotImplementedError 说：

此异常源自RuntimeError。在用户定义的基类中，抽象方法在需要派生类重写方法时应该引发此异常。

正如其他人所说，这主要是一个文档约定，不是必需的，但这样你会得到一个比缺少属性错误更有意义的异常。

例如：

class Base(object):
    def virtualMethod(self):
        raise NotImplementedError()
    def usesVirtualMethod(self):
        return self.virtualMethod() + 1

class Derived(Base):
    def virtualMethod(self):
        return 1

print Derived().usesVirtualMethod()
Base().usesVirtualMethod()

给予：

2
Traceback (most recent call last):
  File "./a.py", line 13, in <module>
    Base().usesVirtualMethod()
  File "./a.py", line 6, in usesVirtualMethod
    return self.virtualMethod() + 1
  File "./a.py", line 4, in virtualMethod
    raise NotImplementedError()
NotImplementedError

相关：Is it possible to make abstract classes in Python?

Answer 3

Python 方法总是虚拟的。

Answer 4

实际上，在 2.6 版本中，python 提供了一种称为抽象基类的东西，您可以像这样显式设置虚拟方法：

from abc import ABCMeta
from abc import abstractmethod
...
class C:
    __metaclass__ = ABCMeta
    @abstractmethod
    def my_abstract_method(self, ...):

如果该类不从已经使用元类的类继承，它工作得很好。

来源：http://docs.python.org/2/library/abc.html

Answer 5

Python 方法总是虚拟的

就像伊格纳西奥说的那样 不知何故，类继承可能是实现您想要的更好的方法。

class Animal:
    def __init__(self,name,legs):
        self.name = name
        self.legs = legs

    def getLegs(self):
        return "{0} has {1} legs".format(self.name, self.legs)

    def says(self):
        return "I am an unknown animal"

class Dog(Animal): # <Dog inherits from Animal here (all methods as well)

    def says(self): # <Called instead of Animal says method
        return "I am a dog named {0}".format(self.name)

    def somethingOnlyADogCanDo(self):
        return "be loyal"

formless = Animal("Animal", 0)
rover = Dog("Rover", 4) #<calls initialization method from animal

print(formless.says()) # <calls animal say method

print(rover.says()) #<calls Dog says method
print(rover.getLegs()) #<calls getLegs method from animal class

结果应该是：

I am an unknown animal
I am a dog named Rover
Rover has 4 legs

Answer 6

像 C++ 中的虚拟方法（通过引用或指向基类的指针调用派生类的方法实现）在 Python 中没有意义，因为 Python 没有类型。 （不过我不知道虚拟方法在 Java 和 PHP 中是如何工作的。）

但是，如果您所说的“虚拟”是指调用继承层次结构中最底层的实现，那么这就是您在 Python 中总是得到的，正如几个答案所指出的那样。

嗯，几乎总是……

正如 dplamp 所指出的，并非 Python 中的所有方法都如此。邓德法不行。而且我认为这是一个不太知名的功能。

考虑这个人为的例子

class A:
    def prop_a(self):
        return 1
    def prop_b(self):
        return 10 * self.prop_a()

class B(A):
    def prop_a(self):
        return 2

现在

>>> B().prop_b()
20
>>> A().prob_b()
10

但是，考虑一下这个

class A:
    def __prop_a(self):
        return 1
    def prop_b(self):
        return 10 * self.__prop_a()

class B(A):
    def __prop_a(self):
        return 2

现在

>>> B().prop_b()
10
>>> A().prob_b()
10

我们唯一改变的是使prop_a() 成为一个dunder 方法。

第一个行为的问题可能是您不能在不影响prop_b() 的行为的情况下更改派生类中prop_a() 的行为。 This Raymond Hettinger 的非常好的演讲给出了一个不方便的用例示例。